工业上常利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO2)来吸收含SO2的废气,最终制得硫酸锰晶体(MnSO4·H2O),其主要流程如下:已知:浸出液的pH<2,其中的金

工业上常利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO2)来吸收含SO2的废气,最终制得硫酸锰晶体(MnSO4·H2O),其主要流程如下:已知:浸出液的pH<2,其中的金

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工业上常利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO2)来吸收含SO2的废气,最终制得硫酸锰晶体(MnSO4·H2O),其主要流程如下:

已知:浸出液的pH<2,其中的金属离子主要是Mn2+,还含有少量的Fe2+、Al3+等其他金属离子。有关金属离子形成氢氧化物沉淀时溶液的pH见下表:
离子
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Fe2+
7.6
9.7
Fe3+
2.7
3.7
Al3+
3.8
4.7
Mn2+
8.3
9.8
 
(1)软锰矿浆中通入含SO2废气后,发生主要反应的化学方程式为____________________。
(2)浸出液中加入MnO2粉末的目的是____________;反应的离子方程式是___________________。
(3)溶液中加入石灰浆来调节pH,其作用是_________________;pH应调节的范围是__________。
(4)滤渣的主要成分是________________________________________________(用化学式表示)。
答案
(12分,每空2分)(1)SO2+MnO2=MnSO4 
(2)将Fe2+氧化为Fe3+;2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O
(3)使Fe3+、Al3+完全沉淀;4.7≤pH<8.3 (4)Fe(OH)3、Al(OH)3、CaSO4
解析

试题分析:(1)低品位软锰矿浆的主要成分是MnO2,通入SO2浸出液的pH<2,其中的金属离子主要是Mn2+,这说明MnO2与SO2发生了氧化还原反应,反应的化学方程式为SO2+MnO2=MnSO4
(2)杂质离子中Fe2+完全沉淀时的pH大于Mn2+开始沉淀时的pH,所以必须利用其还原性将其氧化成铁离子而除去。由于MnO2具有氧化性,能把亚铁离子氧化生成Fe3+,有关反应的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O。
(3)溶液的杂质离子Fe3+、Al3+阳离子,从图可表以看出,大于4.7可以将Fe3+和Al3+除去,但不能超过8.3,以防止Mn2+也沉淀,所以只要调节pH值在4.7≤pH<8.3间即可。
(4)Fe3+、Al3+等金属阳离子通过调pH值,转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,同时还生成微溶性的硫酸钙,所以滤渣主要有氢氧化铁、氢氧化铝、硫酸钙,其化学式分别是Fe(OH)3、Al(OH)3、CaSO4
举一反三
下列有关物质除杂的方法中可行的是
A.除去石英中混有的少量铝粉,可加入氢氧化钠溶液溶解后过滤
B.除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸,加入饱和氢氧化钠溶液振荡后分液
C.已知:Ksp(CuS)<Ksp(FeS),可加入过量的难溶电解质FeS,使水中少量的Cu2+转化成硫化物沉淀而除去
D.向含有少量的FeBr2的FeCl2溶液中,加入适量氯水,再加CCl4萃取分液,以除去FeCl2溶液中的FeBr2

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钛(Ti)具有高强度和耐酸腐蚀性,是重要的工业原料。以金红石(主要成分为TiO2,含少量Fe2O3、SiO2)为原料可制取Ti。工业流程如下:

(1)粗TiCl4中含有少量FeCl3、SiCl4等,它们的部分性质如下:

从粗TiCl4中精制TiCl4的方法是________(填字母)。
A.用水溶解后,重结晶    B.蒸馏    C.用乙醚萃取后,分液
(2)写出用惰性电极电解熔融NaCl时阳极的电极反应式:_________________;阴极产物是__________。
(3)Ti可溶解在浓HF溶液中,请完成下列离子方程式:

(4)如图是一个制取氯气并以氯气为原料进行反应的装置,

①装置A中发生反应的化学方程式为_____________________________________。
②在实验室中,某同学欲用如图所示装置净化氯气,则M、N中应盛放的试剂分别是__________、__________。(填试剂名称)

③实验开始时,先点燃A处的酒精灯,打开旋塞K,让C12充满整个装置,再点燃C处酒精灯。Cl2通过装置M、N再进入装置C,与装置C中的固体粉末发生氧化还原反应生成CO气体。试写出装置C中发生反应的化学方程式:_________________________。
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仅用下表提供的玻璃仪器(非玻璃仪器任选)或实验装置(图2、图3)就能实现相应实验目的是

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某校化学小组的同学将一批废弃的线路板简单处理后,得到Cu、Al、Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计了如下制备强酸铜和硫酸铝晶体的方案:

回答下列问题:
(1)第②步加入H2O2是为了除云Fe2+,该反应的离子方程式为_________;
(2)滤渣2的主要成分是Fe(OH)3和Al(OH)3。由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O实验过程的最后步骤是__________________。
(3)用第③步所得CuSO4·5H2O可制得Cu(OH)2。化学活动小组为探究Cu(OH)2受热分解产物及产物性质,设计如下实验过程:取0.98g Cu(OH)2固体加热,有铜的氧化物生成,其质量随温度变化如图所示,产物A、B的化学式分别为____和Cu2O。通过以上实验和图像可以得出如下结论:高温时B______(填“较稳定”或“不稳定”)。

活动小组同学还进行了如下实验:
①甲同学用下列装置进行实验(夹持装置末画出),最终得出的结论是加热时A可将NH3氧化为N2,A被还原为单质Cu,支持甲同学结论的现象是______;

②乙同学用下列实验装置进行实验,实验中观察到混合粉末最终变成红色物质,同时生成一种无色、有刺激性气味的气体,该气体化学式为_______;有人认为乙同学的实验装置中在装B物质的试管与烧杯之间需加一个防倒吸装置,你认为是否有必要_____,若有必要请简述原因并加以改进____________。

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实验室以工业碳酸钙(含少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质)为原料制取CaCl2·H2O和CaO2的主要流程如下:

(1)加入试剂X,调节溶液pH为碱性环境,以除去溶液中Al3+和Fe3+,滤渣的主要成分是___________。试剂X可以选择下列的________(填编号)。
A.CaOB.CaCO3C.NH3·H2OD.Ba(OH)2
(2)操作II中进行蒸发浓缩时,除三角架、酒精灯外,还需要的仪器有__________。
(3)由CaCl2制取CaO2的反应中,温度不宜太高的原因是_______________。
(4)用下列装置测定工业碳酸钙的质量分数

①检验装置B气密性良好的实验过程是__________________________。
②按A—B—C—D顺序连接,然后从A装置通入空气,目的是_______________。
③装置D的作用为______________________。
④实验时,准确称取10.00g工业碳酸钙3份,进行3次测定,测得BaCO3沉淀的平均质量为17.73g,则样品中CaCO3的质量分数为__________________。
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